Schaufenster Elektromobilität Berlin - Brandenburg Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) Bereich Infrastruktur 1. Juli 2014
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Agenda
1 Elektromobilität zur CO2-Reduzierung
2 Systemvernetzungen
3 Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg
4 Schaufensterprojekt E-Bus Berlin
5 VDV-Arbeitsgruppen
6 Ladung/ Ladesysteme
7 E-Buslinie der BVG als Pilotprojekt
8 Arbeits- und Fahrzeugschutz
9 Exkurs: Projektskizzen BVG im Rahmen des Schaufensters Elektromobilität
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Schon heute trägt die BVG wesentlich dazu bei, dass Berlin umweltfreundlicher wird. Sie spart 400.000 t CO2
36,3%
63,7%
Diesel Elektromobil
Fahrgäste der BVG nach Antriebsart • Der MIV verursacht ca. 15 % aller CO2-Emissionen in Berlin
• Die BVG verursacht mit ihren ÖPNV-Leistungen nur ca. 2 % aller CO2-Emissionen in Berlin
• 937 Mio. Fahrgäste ersetzen rd. 780 Mio. PKW-Fahrten pro Jahr
• Die BVG vermindert jährlich 400.000 t CO2 durch ihre umweltfreundliche Fahrgastbeförderung (800.000 t CO2 äquivalent zu entsprechenden KFZ-Fahrten; 400.000 t CO2 eigenverursacht)
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Die BVG versteht sich als Rückgrat des multimodalen Verkehrs.
• Durch Elektromobilität können direkt anfallende Emissionen reduziert werden. Das gilt für CO2, Feinstaub aber besonders auch für Lärm.
• Die Dynamik rund um die Elektromobilität wird von der wieder aufflammenden
Entwicklung neuer Mobilitätsangebote begleitet. Sie können die heute üblichen Mobilitätsangebote zum Beispiel durch Auto- und Radverleihsysteme (Flinkster, Car2go, Call a bike) ergänzen.
• Mobilität wird immer stärker als Dienstleistung und nicht als Leistung mit dem
eigenen Fahrzeug verstanden. Smartphones und mobiles Internet lassen die Bereitschaft zur Verzahnung der Verkehrsmittel steigen.
© BMW © Kay Strasser © Berlin Partner, Foto: D. Lässig.
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Treiber für die Elektromobilität ist die Emissionsreduzierung
2014 – 2021 Ab 2050
Bis 2025: Senkung der verkehrsverursachten Luftschadstoffbelastungen in Berlin (Benzol, Stickstoffdioxid, Feinstaub PM2,5 bzw. PM10 ) mit dem Ziel der deutlichen Unterschreitung (25 %) der in den EU-Richtlinien enthaltenen Grenzwerte.
Bis 2025: Senkung der verkehrsbedingten Klimagasemissionen in Berlin um 25 % (Basis 2008)
2050: Das Weißbuch Verkehr der EU Kommission setzt CO2-freie Innenstädte als Ziel für 2050
2022 - 2050
Europäische Richtlinie 2009/33/EG: Auftraggeber und bestimmte Betreiber sind dazu verpflichtet, beim Kauf von Straßenfahrzeugen die Energie- und Umweltauswirkungen […] zu berücksichtigen, um den Markt für saubere und energieeffiziente Fahrzeuge zu fördern und zu beleben und den Beitrag des Verkehrssektors zur Umwelt-, Klima- und Energiepolitik der Europäischen Union zu verbessern
Bis 2020: Reduktion der CO2-Emissionen der BVG um 20%
Bis 2020: Reduktion der Lärmbelästigung um 30 % im Straßenverkehr im Vergleich zu 2008 in Deutschland laut Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung
Bis 2030: Stadtentwicklungs- Konzept (StEK Klima) mit CO2-Minderung aus Anpassung ÖPNV-Flotten und Mobilitäts- Management
2025: Stadtentwicklungs- Plan (StEP Verkehr) mit stadtverträglicher Mobilität / Stärkung Umweltverbund
2050: Klimaneutrales Berlin 2050 Perspektive Stadtumbau
2015: Energiewendegesetz Land Berlin (derzeit in Vorbereitung, verbindliche Klimaschutzziele, im ersten Schritt insbesondere für öffentliche Verwaltung & Kommunalwirtschaft)
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Elektromobilität wird dann zu einer sinnvollen Entwicklung, wenn unterschiedliche technische Systeme vernetzt werden.
Technologie Mobilitätsmanagement Energie
Mobilitätskarte Mobilitätsplattform Apps Kooperation Carsharing
Versorgung E-Fahrzeuge Speichertechnologie
Elektrobus E-Auto-Fuhrpark
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Das Schaufensterprojekt Elektromobilität der Bundesregierung
• Um dem Ziel der Bundesregierung bis 2020 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf die Straßen zu bringen einen Schritt näher zu kommen, hat das Bundeskabinett im Mai 2011 das Regierungsprogramm Elektromobilität verabschiedet. Die „Schaufenster Elektromobilität“ sind auf drei Jahre angelegt. Der Bund stellt für das Programm insgesamt Fördermittel in Höhe von 180 Mio. € zur Verfügung.
• Am 3. April 2012 hat die Bundesregierung über die Schaufensterbewerbungen entschieden. Neben Berlin sind Baden-Württemberg, Niedersachsen und Bayern/Sachsen Schaufenster geworden.
• Die Länder Berlin und Brandenburg haben eine gemeinsame Bewerbung für ein Schaufenster
Elektromobilität abgegeben. Erarbeitet wurde die Bewerbung von der Berliner Agentur für Elektromobilität (eMO), die von Berlin Partner und der Technologiestiftung Berlin getragen wird. Die BVG ist Premiumpartner der eMO.
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Eckdaten zum Schaufenster Berlin-Brandenburg
• Laufzeit: 2013 – 2015 (Projekte enden teilweise in 2016)
• Projektvolumen: rd. 90 Mio. €
• Projektpartner: rd. 100 Unternehmen und wiss.
Einrichtungen
• Kernprojekte: rd. 30
Mittelgeber Summe
Eigenmittel der Unternehmen
35 Mio. €
Fördermittel Bund 37 Mio. €
Länder Berlin und Brandenburg
19 Mio. €
Elektrofahrzeuge im Schaufenster
Aktuell (Werte gerundet)
Geplant (Werte gerundet)
Pkw 350 680
Nutzfahrzeuge 40 70
Einspurige Fahrzeuge 20 150
Insgesamt 410 900
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• „Orte der Elektromobilität“ sollen als Kommunikationträger besonders herausgestellt werden.
• Zehn bis zwölf geografische Schwerpunkte in der Region werden die breite Öffentlichkeit über Elektromobilität informieren sowie die Möglichkeit bieten, neue Technologien selbst auszuprobieren und zu erleben.
• Sie sind durch Informationstafeln miteinander verbunden und stellen ein Wegeleitsystem durch das Schaufenster dar.
Im Rahmen des Schaufensters sollen Orte der Elektromobilität geschaffen werden
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Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg:
Die Region Berlin-Brandenburg wird zum Leitmarkt und Schaufenster der Schaufenster mit gezieltem internationalem Austausch.
Vernetzung Erfahrbarkeit Vielfalt
Flexibilität Fahrzeuge
Nutzergruppen
Anbindung Stadt / Umland
Ladekonzepte
IKT
Umweltschutz
Intermodalität
Interoperabilität Akzeptanz
Mehrwert
Einbindung Erneuerbarer Energien Neue Geschäftsmodelle
Regionale Wertschöpfungsketten
Einzigartige Präsenz aller Spitzenunternehmen Stadtentwicklung
Alltagstauglichkeit
Internationale Sichtbarkeit
Aushängeschild Deutschlands
Übertragbarkeit auf andere Millionenstädte
Magnet für Touristen
Anziehungskraft für Fachkräfte
Kongressstadt
Die Alleinstellungsmerkmale des Berliner Schaufensters
Akteure (Wirtschaft, Wissenschaft, Verwaltung)
Zentrum der nationalen u. internationalen Medien
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Partner des Schaufensters Berlin-Brandenburg
Premiumpartner
Partner
Netzwerkpartner
Clubmitglieder
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Die vier Schwerpunkte des Schaufensters Berlin - Brandenburg
Projekte mit den Schwerpunkten „Fahren, Laden, Speichern, Vernetzen“ sollen Elektromobilität erlebbar machen. Die Hauptstadtregion soll international sichtbarer Standort für elektromobile Entwicklung werden. Dabei soll die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet werden.
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Die Hauptstadtregion setzt auf Vernetzung
Berlin – Brandenburg will europäische Leitmetropole für Elektromobilität werden.
In der Region sind mehr als 150 Projekte rund um das Thema Elektromobilität in der Umsetzung. Dazu gehören vor allem Flottenprojekte, aber auch das dynamische Laden und Speichern.
In der Hauptstadt sind heute schon rund 1.300 Elektrofahrzeuge unterwegs. Mit über 400 Ladepunkten hat Berlin eine vergleichsweise große öffentlich zugängliche Ladeinfrastruktur.
Ein Ausbau auf 1.600 Ladepunkte bis 2015 wurde durch eine EU-weite Ausschreibung des Landes Berlin eingeleitet.
© InnoZ GmbH, Foto: Kai Abresch
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Elektromobilität in Berlin-Brandenburg
• 1.300 Elektro-Pkw und Nutzfahrzeuge (davon 450 im e-
Car-Sharing) • 400 öffentlich zugängliche Ladepunkte • 4 Wasserstoff-Tankstellen
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Schaufensterprojekte Berlin – Brandenburg
Bildung und Forschung
Energie- und Lade-
infrastruktur
Güterverkehr Personen-verkehr
Lernwelt Elektromobilität Netzwerk für
Qualifizierungen und Karrierewege in der
Elektromobilität
EFFF Fahrschule Elektromobilität-Mobilitätsschule
Aus- bzw. Fortbildung für FahrlehrerInnen,
FahrschülerInnen und FuhrparkleiterInnen
IPIN Integrationsplattform Intelligente Netze
Zukünftigen Bedarf an Speichertechnologien
ermitteln
Micro Smart Grid EUREF Ausbau Carsharing-Flotte zu
100% mit regenerativer Energie
Erweiterung Ladeinfrastruktur
1.600 Ladepunkte im öffentlichen und
halböffentlichen Raum bis 2015
Combined Charging System (CCS)
Entwicklung und Demonstration von
Schnellladestationen
NANU! Mehrschichtbetrieb und
Nachtbelieferung mit elektr. Nutzfahrzeugen
SMART E-USER Konzept für elektrische
Stadtlogistik
DisLog Ressourceneffiziente Distribution für urbane
Räume mit elektr. angetriebenen
Verteilfahrzeugen
E-Müllfahrzeuge Einsatz von
Entsorgungsfahrzeugen in der Abfallwirtschaft
KV-E-CHAIN Ganzheitliche elektromobile
Transportkette des kombinierten Verkehrs
Elektrifizierung Landesfuhrpark
Umstellung auf nachhaltige E-Antriebe
E-BUS Berlin Voll elektrischer Busbetrieb
inkl. Ladestruktur
Intelligente Mobilitätsstation
Themenbahnhof „Vernetzte Mobilität und Energie“
Rahmenbedingungen Mobilitätskarten
Intermodale Informations-, Abrechnungs- und Vertriebssysteme
Pedelec-Korridor Elektrofahrräder ersetzen
Pendlerauto
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Warum E-Bus Projekte?
Politische Vorgaben (Luftreinhaltung, Energiewende etc.)
Sichere Energieversorgung
Einführung einer neuen Technologie kann nur schrittweise gelingen (Sprungkosten)
Ausreichend Zeit für Ausbildung von Experten (Technik) und betriebliche Weiterbildung
Aufbau der benötigten Infrastruktur (Werkstatt) nur sukzessive möglich (Technologie, Kosten, Know-how)
Vermeidung von Produktivitätsverlusten im Fahrdienst
Bei sukzessiver Umstellung Anlaufkosten günstiger als bei späterer unmittelbarer Umstellung
Quelle: RVK, BYD
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Lenkungskreis EBUS – Technologien Übersicht
Technologie Betrachtung Basis mit elektrischem Antrieb, elektrischen Nebenverbrauchern (DC 24V/AC 400V) und einem Basis-Energiespeicher. (Verschiedene Fahrzeuggrößen!) Basis + Energieversorgungsmodul: Batterie-System Brennstoffzellen-System Diesel-Generator-System Gas-Generator-System Stromabnehmer-System
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Schematische Darstellung des induktiven Ladens von Conductix-Wampfler
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Das induktive Ladesystem PRIMOVE der Fa. Bombardier
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PRIMOVE e-Bus Systemkomponenten optimiert für schnelles Gelegenheitsladen
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Die BVG wird im Schaufenster Elektromobilität die Buslinie 204 mit induktiver Ladetechnik betreiben
• Die BVG beabsichtigt den Betrieb einer Elektrobuslinie inklusive induktiver Ladeinfrastruktur zu etablieren.
• Die Batteriekapazität im Bus kann aufgrund der Gelegenheitsladung auf eine Größe von 90kWh minimiert werden.
• Die durchschnittliche Ladezeit der induktiven Ladung liegt bei 6 Minuten und einer Leistungsübertragung von bis zu 200kWh.
• Es wird geprüft, in wie weit das Laden aus der Straßenbahninfrastruktur erfolgen kann.
• Die Partner der BVG in diesem Projekt sind: - Bombardier: Induktives Ladesystem und
Energiespeichersystem - Solaris: Elektrobuslieferant, - Vossloh-Kiepe: Traktionsmotor und
Energiemanagement, - TU-Berlin: Wissenschaftliche Begleitung
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Die BVG plant sowohl die induktive Ladung als auch die Ladung über Nacht zu testen
E-Bus
Oberleitung On-Board-Speicher
Batterie Super-Caps
Übernachtladung Wechselbatterie Gelegenheitsladen
Induktiv Konduktiv Pantograph
Konduktive Steckverbindung
manuell automatisch
Werden von der BVG getestet
Zum Zeitpunkt des Schaufensterantrags
nicht verfügbar
Zu geringe Energiedichte
Auf Grundlage einer Übersicht des Fachgebiets Methoden der Produktentwicklung und Mechatronik der TU
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Die Linie 204 verbindet Orte der Elektromobilität im Berliner Zentrum
Sie verkehrt in der City-West zwischen den Bahnhöfen Zoologischer Garten und
Südkreuz
Die Streckenlänge beträgt 6,1 Km
Die Ladestation in der Hertzallee am Zoologischen Garten wird von der TU
Berlin betrieben
Am Bahnhof Südkreuz wird der Elektrobus in die dort geplante intelligente
Mobilitätsstation integriert
Linie 204 Benötigte Umläufe 4
Leistungskilometer aller Fahrzeuge 1.494 Tsd. km
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Grundlage für den im Projekt verwendeten Bus ist der Solaris Urbino 12 electric
Bus basierend auf Solaris Urbino 12 electric
Fahrgäste Ca. 34 Sitzplätze und 40 Stehplätze (abhängig vom Fahrzeuggewicht)
Höchstgeschwindigkeit 65 km/h
Ladesystem Induktives Laden Bombardier PRIMOVE 200 Ladeleistung: 200KW, Wirkungsgrad >90%, Netzanbindung: AC 400 V/DC 750 V wahlweise möglich
Antriebssystem Vossloh-Kiepe (Traktionssystem Batteriebus), Typ e-Maschine Asynchronmotor, Antriebsleistung: 120kW
Batteriesystem Bombardier (Typ: Li-Ion, Kapazität: 90 KWh, Spannungsniveau: 660 V)
Energiebedarf [KWh/km]
1,3-1,8 (angenommener Durchschnittsverbrauch)
Durchschnittliche Ladezeit
6 Minuten (ca. 3kW pro min.)
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• Das Projekt E-Bus Berlin wird erstmals eine komplette Buslinie im Berliner Zentrum elektrisch betreiben.
• Als eines der größten Einzelprojekte in den Schaufenstern korrigiert es die Fixierung auf PKW im Rahmen der Schaufenster Elektromobilität und verschafft dem ÖPNV eine besondere Wahrnehmung.
• Busse eignen sich aufgrund ihres bekannten und planbaren Nutzungsprofils für den elektrischen Betrieb in besonderem Maße (und besser als die meisten PKW).
• Mit Hilfe innovativer induktiver Nachladung im Betrieb kann die Reichweitenproblematik gelöst werden und die kostenintensiven Batterien können deutlich kleiner ausgelegt werden.
• Die induktive Ladetechnik erlaubt ferner einen einfachen und flexiblen Betrieb und fügt sich unauffällig ins Stadtbild ein.
• Als großes Projekt soll E-Bus Berlin eine hohe öffentliche Wahrnehmung generieren und die Akzeptanz der Elektromobilität signifikant steigern. Für Nutzer und potentielle Anwender soll der Mehrwert der Elektromobilität erlebbar und erfahrbar werden.
E-Bus Berlin verschiebt die Gewichte im Schaufenster zu Gunsten des ÖPNV
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Der EUREF-Forschungscampus „Mobility2Grid“ untersucht Konzept für die Elektrifizierung von öffentlichem Bus- und Entsorgungsverkehr
• Die BVG beteiligt sich an einem Forschungscampus auf dem EUREF-Gelände.
• Die zentrale Frage des geplanten Forschungscampus sind die wissenschaftlichen, technischen, ökonomischen und sozialen Voraussetzungen und Bedingungen einer „Mobile Grid“-Lösung und damit einer intelligenten Kopplung zwischen Stromnetz und Elektrofahrzeugen.
• Ziel des gemeinsamen Antrags von BVG, BSR und TU ist es, ein Gesamtkonzept für die Elektrifizierung von öffentlichem Bus- und Entsorgungsverkehr zu erstellen und die daraus resultierenden Anforderungen an ein mit erneuerbaren Energien gespeistes lokales Smart Grid aufzuzeigen.
• Hierbei werden mögliche Synergien durch gemeinsam genutzte Infrastruktur aufgezeigt. Die Skaleneffekte bei einer flächendeckenden Elektrifizierung werden ermittelt und eine Roadmap zur langfristigen Umstellung der Fahrzeugflotten wird erarbeitet.
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Die DGUV weißt schon jetzt auf die Sicherheitsaspekte hin
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Exkurs: Fährbären 2014 – erste Solarfähren gehen in Betrieb
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Exkurs: Nutzung des Erdwärmepotenzials von U-Bahn-Tunnelanlagen zur Gebäudebeheizung
Im Rahmen eines Pilotprojekts wird die ständig besetzte U-Bahn-Netzleitstelle in Berlin Mitte (Orteilsteil Moabit) über eine Luft/Wasser-Wärmepumpenanlage im U-Bahntunnel mit Wärme versorgt. Ein spezieller, hocheffizienter Lamellenwärmetauscher wird im Tunnel der U-Bahnlinie 9 aufgestellt, um der Tunnelluft Wärmeenergie zu entnehmen. Die warme Luft strömt durch den Lamellenwärmetauscher und erwärmt dort ein flüssiges Heizmedium, dass die Wärme an den Ort transportiert, an dem sie benötigt wird.
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Ladeinfrastruktur für E-Mobility aus dem ÖPNV-Stromnetz
1. BVG-Planung
BVG informierte BNA im November 2012 über ihre Absicht, vorerst 70 und sukzessive bis zu 800 Ladesäulen für E-Kfz im Berliner Straßenland aus ihren Stromnetzen zu versorgen. Dabei könnte auch ein größerer Anteil DC-Ladeinfrastruktur (gleich mit Gleichstrom laden) zum Einsatz gelangen.
2. Position Bundesnetzagentur
Die Vertreter der BNA sehen vorerst keine energierechtliche Relevanz und ebenso wenig eine Regulierungs-bedürftigkeit, weil die Ladesäulen in übersehbarer Anzahl auf einem räumlich begrenzten Gebiet (Stadtgebiet Berlin) als Pilotprojekt betrieben werden. Das kann sich jedoch ändern, wenn die Anzahl der Ladesäulen erheblich ansteigt und das Geschäft durch mehrere Säulenbetreiber mit Durchleitungsbegehren betrieben wird. Der BVG-Hinweis, dass überhaupt kein „Gleichstrommarkt“ existiert, blieb unbeachtet.
AC-Ladung DC-Ladung